3.在通常情况下,对于2组分系统平衡时所具有的最大自由度数为<),具有的最大相数为<)F=C–P+2A.0B.1C.2D.3
4.当某化学反应ΔrCp<0,则该过程的ΔrHm随温度升高而基希霍夫公式
(A>下降(B>升高(C>不变(D>无规律
5.满足△S=0的过程是A.可逆绝热过程B.自由膨胀过程C.绝热过程D.等压绝热过程dS=δQr/T=0Qr=0
6.温度一定时,在相同外压下,稀溶液中溶剂A的化学势μA<)纯溶剂化学势
。
A、大于B、小于C、等于μA=
+RTlnxA
7.理想气体由同一始态出发,分别经<1)绝热可逆膨胀;<2)多步骤膨胀,达到同一体积V2,则过程(1>的熵变ΔS(1>和过程(2>的熵变ΔS(2>之间的关系是:
(>
终态不能确定是否一样
A.ΔS(1>>ΔS(2>B.ΔS(1><ΔS(2>C.ΔS(1>=ΔS(2>D.两者无确定关系
8.氮气进行绝热可逆膨胀dS=δQr/T=0Qr=0
(A>ΔU=0(B>ΔS=0(C>ΔF=0(D>ΔG=0
9.反应2A+B→C中,反应物A从6mol变到2mol,则反应进度Δξ为
(A>1mol(B>-2mol(C>2mol(D>4molΔξ=ΔnA/νA
10.101325Pa、373.15K下水蒸发为水蒸气,该过程体系哪一种热力学函数变化为零?
A、△UB、△HC、△SD、△G
该过程T、P一定,W’=0,可逆相变
11.比较如下两筒氧气<理想气体)化学势的大小<):
μB=μBθ+RTlnpB/pθ
A.μA>μBB.μA<μBC.μA=μBD.不能比较其相对大小
12.已知373K时液体A的饱和蒸气压为66.7kPa,液体B的饱和蒸气压为101kPa,设A和B构成理想液体混合物,则当A在溶液中的物质的量分数为0.5时,气相中A的物质的量分数应为:
yB=pA/p=xApA*/(xApA*+xBpB*>
A.0.199B.0.301C.0.398D.0.602
得分
评卷人
二、填空题<每空1分,共9分)
1.理想气体恒温可逆膨胀,ΔH__>__W,Q__>__0;<<或>)
2.对于理想气体有<
)T=0,该式表示的物理含义可以用文字描述为:
理想气体的焓只与温度有关,于压强无关(2分>。
3.在一个绝热箱内装有浓硫酸和水,开始中间用隔膜分开,然后弄破隔膜,使水和浓硫酸混合。
以水和硫酸为体系,则Q=0;W=0;ΔU=0;(<或>、=>
4.对于凝聚系统,相率公式可以写为:
F=C–P+1。
5.当系统对环境做功时,以可逆途径所作的功最大<大或小)。
得分
评卷人
三、三、简答题<1—4每小题2分,第五题7分,共21分)
1.影响理想气体化学反应平衡组成的因素有哪些?
温度、压强、反应物配比、惰性组分
2.准确写出下列热力学原理
(1)熵增加原理
熵增加原理:
隔离系统的熵永不减少。
或说,自发变化时,隔离系统的熵总是趋于增加的,当系统达到平衡时,熵值达最大。
(2)热力学第三定律
热力学第三定律:
在绝对0K时,纯物质的完美晶体的熵为0。
4.名词解释
(1)想液态混合物
理想液态混和物:
在全部浓度范围内各组分都符合拉乌尔定律的液态混合物。
(2)恒沸物
恒沸物:
有恒定沸点的液态混合物。
(3)状态方程
系统在一定状态下各状态函数之间的数学关系式,如气体状态方程f(T,P,V>=0.
4.什么状态下的气体为标准态气体?
在压强为Pθ、温度为T的纯物质为物质的标准态。
若为气体则还需具有理想气体性质。
5.完成下列各过程的热力学计算式
过程
W
Q
ΔU
ΔH
ΔS
ΔG
ΔA
可逆相变化
-PΔV
ΔH相变
Q+W
ΔH相变
ΔH相变/T
0
W
理气等压膨胀
-P(V2-V1>
QP=ΔH
nCP,mlnT2/T1
ΔH-TΔS
ΔU-TΔS
得分
评卷人
四、计算题<共58分)
(标准压力,25℃下>
物质
CH4
CO2
CO
H2
ΔfHmθ/kJ/mol
-74.81
--393.509
--110.525
0
Smθ/J/mol·K
186.264
213.74
197.674
130.684
1.<8分)化学反应如下:
CH4利用右表中各物质的Smθ、ΔfHmθ数据,求上述反应在25℃时的ΔrSmθ、ΔrHmθ、ΔrGmθ和Kθ。
ΔrHmθ=ΣνBΔfHmθ(B>=-247.269kJ/mol
ΔrSmθ=ΣνBSmθ(B>=<197.647*2+130.684*2-186.264-213.74)J/mol·K=256.712J/mol·K
ΔrGmθ=ΔrHmθ–TΔrSmθ=170.703kJ/mol
ΔrGmθ=-RTlnKθ
Kθ=exp(-170703/(8.414*298.15>>=1/3.26*10-65
每答案2分
2.<5分)已知25℃时乙醇 附 25℃时ΔfHmθ解:
C2H5OH(l>+3O2(g>=====2CO2(g>+3H2O(l>
298.15K时ΔCHmθ(C2H5OH>=2ΔfHmθ(CO2(g>>+3ΔfHmθ(H2O(l>>-ΔfHmθ(C2H5OH>
ΔfHmθ(C2H5OH>=[2*(393.51>+3*(-285.83>–(-1366.8>]kJ/mol
=-277.71kJ/mol
3.<5分)已知373K、1atm下水的蒸发焓为40.668kJ·mol-1,估算产生180℃水蒸气的锅炉的内压力。
解:
根据克—克方程
P2=1.003MPa
4.反应C<石墨)+H2O<5分)
解:
根据等压方程
ΔRHmθ=136KJ/mol
5.<15分)将装有0.1mol乙醚的小玻璃瓶放入溶剂为10dm3的恒容密闭的真空容器中,并在35.51℃的恒温槽中恒温。
今将小玻璃瓶打破,乙醚蒸发至平衡态,求:
(1)乙醚蒸气的压力;<2分)
(2)过程的W、Q、ΔU、ΔH、ΔS<10分)。
要求画出相应的框图<3分)。
已知35.51℃为乙醚在1atm下的沸点,该条件下乙醚的摩尔蒸发焓为25.104kJ·mol-1。
解:
1)P=nRT/V=0.1*8.314*308.66/0.01Pa=25.664KPa
2>设计变化框图
ΔH=ΔH相变+ΔH2
=ΔH相变+0=nΔH相变,m=2.5104KJ
W=0(因为为向真空蒸发,P外=0>
Q=ΔU=ΔH–Δ(PV>=ΔH–P2V2=2.2538KJ
ΔS=ΔS相变+ΔS2=ΔH相变/T+nRlnP0/P=8.133+0.1*8.314ln(101.325/2.5664>
=(8.133+1.142>J/K=9.275J/K
6.<12分)60℃时甲醇的饱和蒸气压是83.4kPa,乙醇的饱和蒸气压是47.0kPa。
二者可形成理想液态混合物。
若混合物的组成为二者的质量分数各50﹪,<1)求60℃时此混合物的液相组成<3分);<2)求平衡蒸气组成<以摩尔分数表示)<3分);<3)画出甲醇—乙醇系统的p-组成相图的大致形状,要求图中标有<1)中的计算结果、各相区的平衡相态,说明各条线所代表的物理意义<6分)。
解:
1)x乙=n乙/(n乙+n甲>=50/46÷(50/46+50/32>=0.410
P乙=p乙*x乙=19.27KPa
P甲=p甲*x甲=49.206KPa<3分)
y乙=p乙/(p乙+p甲>=0.282
y甲=1-y乙=0.718<3分)
2><7分)